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2024文昌中学高二下学期期中段考试题物理含答案
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这是一份2024文昌中学高二下学期期中段考试题物理含答案，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．有关电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．产生电磁波的电磁振荡一旦停止，电磁波随之消失
B．在真空中不同频率的电磁波传播速度都相同
C．紫外线消毒是利用了紫外线的荧光作用和热作用
D．用X光扫描肺部，是因为X光的穿透能力最强
2．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．气体容易被压缩，液体固体不容易被压缩说明气体分子间的斥力小于液体固体分子间的斥力
B．当两个分子间的距离为r0时被称为平衡位置，rr0时，分子间表现为吸引，r=r0时，分子间的引力和斥力均为0
C．布朗运动是悬浮花粉的运动，它反映的是液体分子的无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越激烈，分子的运动属于热运动的范畴
D．布朗运动是悬浮花粉的运动，其激烈程度跟颗粒大小，撞击分子数的多少有关外，温度越高，花粉的无规则运动越激烈，所以布朗运动属于热运动的范畴
3．如图所示，用细橡皮筋悬吊一金属线圈并处于静止状态，线圈中通有如图所示的电流，线圈可以自由运动。现有带正电的离子沿如图所示的虚线运动到线圈正下方时，两者在同一竖直平面内，则（ ）
A．两者相互远离，两者仍在同一竖直平面内
B．两者相互靠近，两者仍在同一竖直平面内
C．两者相互靠近，线圈同时发生旋转
D．两者相互远离，线圈同时发生旋转
4．如图所示，铁芯上绕有和两个线圈，铁芯左边悬挂一个轻质小金属环，当电键S 断开时（ ）
A．小金属环将向左运动
B．小金属环将向右运动
C．从上往下看小磁针将作顺时针转动
D．从上往下看小磁针将沿S→N极方向平动
5．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（ ）
A．沿路径a运动
B．沿路径b运动
C．沿路径c运动
D．沿路径d运动
6．两个宽度均为a的竖直边界区域如图所示，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等、方向相反，且方向与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是（ ）
A．B．
C．D．
7．关于下列仪器的原理说法正确的是（ ）
A．当电熨斗温度升高时，双金属片下层的膨胀大于上层
B．电熨斗熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这时调节调温旋钮使调温旋钮下降．
C．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的
D．当有烟雾进入火灾报警器时，由于烟雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报
8．在科学研究和工业生产等领域，常常利用带电粒子在磁场中受力发生偏转这种特性制造各种仪器，下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ）
A．甲图中回旋加速器所加交变电场的周期与所加速的带电粒子的比荷无关
B．丙图中的霍尔元件是金属导体，在如图电流和磁场时N侧带负电荷
C．乙图中质谱仪各区域的电场磁场不改变时，击中光屏同一位置的粒子质量一定相同
D．丁图中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，前后两个金属侧面M、N形成的电压与a、b、c无关
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．分子力F随分子间距r的变化如图所示。某空间有A、B两个分子，假设A分子固定，B分子从无穷远以某一初速度向A分子运动。规定无穷远分子势能为零。仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．从r=r2到r=r1分子势能先增大再减小
到零后再增大
B．从r=r2到r=r1分子动能先增大再减小，
r=r0时动能最大
C．B分子向A分子运动过程中，分子斥
一直变大，且分子斥力始终做负功
D．B分子向A分子运动过程中，分子引力先变大后变小，且分子引力始终做正功
10．风力发电是一种绿色清洁能源。其发电原理可简化如图甲所示，风轮转动带动内部的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0.005s时穿过线圈的磁通量为零B．t=0.01s时穿过线圈的磁通量变化率最大
C．灯泡两端的电压为18VD．每秒内电流方向改变100次
11．在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A．甲的有效值为
B．乙的有效值为
C．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为1∶8
D．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5∶4
12．据网络消息：2024年1月，北京市建成一条约10公里的无线充电公路，让电动车边跑边充电成为现实。据了解，施工时在路面下方埋入了一系列的发射线圈。在车辆底部安装了一个接收线圈，与发射线圈相对应。当车辆行驶到这条路上时，发射线圈与接收线圈之间就会产生电磁共振，从而将电能传输到车辆的动力电池中。这样，车辆就可以在行驶中实现无线充电，无需停车或插线。（ ）
A．接收线圈与发射线圈的频率一定相同
B．接收线圈与发射线圈的匝数比对充电没有影响
C．接收线圈与发射线圈之间是利用互感原理工作的
D．若发射线圈接上较大的恒定电流形成强磁场能加快充电速度
13．如图所示，倾角为θ=30°、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有1、2、3三条水平虚线，相距为d的虚线1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ（图中未画出），相距为l（l＞d）的虚线2、3间存在垂直斜面向上的匀强磁场区域Ⅱ（图中未画出），磁感应强度大小均为B，一个边长也是d的正方形导线框的质量为m、电阻为R，自虚线1上方某处静止释放，导线框恰好能匀速进入区域Ⅰ，后又恰好匀速离开区域Ⅱ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．导线框进入区域Ⅰ的速度大小为
B．导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度大小为1.5g
C．导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域
Ⅱ的时间为
D．导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域
Ⅱ的过程产生的焦耳热为
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
14.（1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留1位有效数字）
（2）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是_________。
A．1m3油酸所含分子数为B．油酸分子的直径约为
C．1kg油酸所含有分子数为 D．1个油酸分子的质量为
（3）某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏小，可能的原因是________。
A．痱子粉撒得过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴
15．为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。
（1）小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
①将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。
②关于该实验，下列说法正确的是 。
A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小
C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
（2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。
①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路 。
②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是 。
A．插入铁芯 B．拔出线圈A
C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．将滑动变阻器的滑片向右移动
（3）实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，再按教材要求，断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
①断电瞬间，灯泡中电流是 （选填“i1”或“i2”）
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。（选填“变长”“变短”或“不变”）
四、计算题（本题共3小题，其中16题12分，17题14分，18题14分，共40分，要求有适当的文字说明）
16．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图甲所示：D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，两个D形盒接在如图乙所示的电压为U、周期为T的交流电源上，D形盒两直径之间的区域只有电场,交流电源用来提供加速电场。位于D1的圆心处的质子源A在t=0时产生的质子（初速度可以忽略）在两盒之间被电压为U的电场加速，第一次加速后进入D形盒D2，在D形盒的磁场中运动，运动半周时交流电源电压刚好改变方向对质子继续进行加速，已知质子质量为m、带电荷量为q。半圆形D形盒所在空间只有磁场，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，当质子被加速到最大速度后，沿D形盒边缘运动半周再将它们引出，质子的重力不计，求：质子在磁场中运动的时间tB。
17．海南省大广坝水电站是一个具有发电、灌溉、供水和旅游等综合经济效益的大型综合性利用工程，是海南省第一个重点建设项目。水电站拦河大坝长5842m，号称亚洲第一长坝。如图所示，水电站用一小型交流发电机组向远处用户供电，若发电机
线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区
再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）发电机电动势最大值和升压变压器副线圈；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
18．如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为，金属棒c质量为，重力加速度取，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间金属棒b的速度大小；
（2）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热；
（3）若右侧磁场的磁感应强度大小，导轨间距，则整个过程通过回路横截面的电荷量。
2023—2024学年度第二学期
高二年级物理科段考试题参考答案
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
14.（1）6×10－10 （2）A （3）C
15.（1）② C
（2）① ② AC/CA
（3）① i1 ② 变短
四、计算题（本题共3小题，其中16题12分，17题14分，18题14分，共40分，要求有适当的文字说明）
16．解：设质子被加速n次后达到最大速度v，由动能定理nqU=mv2（3分）
洛伦兹力提供质子做圆周运动的向心力,有qvB=m （3分）
周期T= （2分）
则质子在磁场中运动的时间t=n （2分）
联立可解得 （2分）
17．解：（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得 （4分）
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根据理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得 （4分）
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
（6分）
18．解：（1）设绝缘棒滑上水平导轨时，速度为，下滑过程中绝缘棒机械能守恒，有
（2分）
绝缘棒与金属棒发生弹性碰撞，由动量守恒定律有
（2分）
由机械能守恒定律有 （2分）
联立解得金属棒的速度大小 （1分）
（2）最终两金属棒以相同速度匀速运动，由动量守恒定律有
（1分）
由能量守恒定律有
（2分）
得两金属棒上最终产生的总焦耳热 （1分）
（3）由动量定理，对有
即
解得 （3分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
B
B
D
C
D
B
题号
9
10
11
12
13
答案
BC
AD
BD
AC
AD
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．有关电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．产生电磁波的电磁振荡一旦停止，电磁波随之消失
B．在真空中不同频率的电磁波传播速度都相同
C．紫外线消毒是利用了紫外线的荧光作用和热作用
D．用X光扫描肺部，是因为X光的穿透能力最强
2．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．气体容易被压缩，液体固体不容易被压缩说明气体分子间的斥力小于液体固体分子间的斥力
B．当两个分子间的距离为r0时被称为平衡位置，r
C．布朗运动是悬浮花粉的运动，它反映的是液体分子的无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越激烈，分子的运动属于热运动的范畴
D．布朗运动是悬浮花粉的运动，其激烈程度跟颗粒大小，撞击分子数的多少有关外，温度越高，花粉的无规则运动越激烈，所以布朗运动属于热运动的范畴
3．如图所示，用细橡皮筋悬吊一金属线圈并处于静止状态，线圈中通有如图所示的电流，线圈可以自由运动。现有带正电的离子沿如图所示的虚线运动到线圈正下方时，两者在同一竖直平面内，则（ ）
A．两者相互远离，两者仍在同一竖直平面内
B．两者相互靠近，两者仍在同一竖直平面内
C．两者相互靠近，线圈同时发生旋转
D．两者相互远离，线圈同时发生旋转
4．如图所示，铁芯上绕有和两个线圈，铁芯左边悬挂一个轻质小金属环，当电键S 断开时（ ）
A．小金属环将向左运动
B．小金属环将向右运动
C．从上往下看小磁针将作顺时针转动
D．从上往下看小磁针将沿S→N极方向平动
5．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（ ）
A．沿路径a运动
B．沿路径b运动
C．沿路径c运动
D．沿路径d运动
6．两个宽度均为a的竖直边界区域如图所示，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等、方向相反，且方向与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是（ ）
A．B．
C．D．
7．关于下列仪器的原理说法正确的是（ ）
A．当电熨斗温度升高时，双金属片下层的膨胀大于上层
B．电熨斗熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这时调节调温旋钮使调温旋钮下降．
C．红外体温计是根据物体的温度越高发射的红外线波长越长的原理进行工作的
D．当有烟雾进入火灾报警器时，由于烟雾颗粒对光的散射，光电三极管将接收到光信号，从而触发火灾警报
8．在科学研究和工业生产等领域，常常利用带电粒子在磁场中受力发生偏转这种特性制造各种仪器，下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ）
A．甲图中回旋加速器所加交变电场的周期与所加速的带电粒子的比荷无关
B．丙图中的霍尔元件是金属导体，在如图电流和磁场时N侧带负电荷
C．乙图中质谱仪各区域的电场磁场不改变时，击中光屏同一位置的粒子质量一定相同
D．丁图中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，前后两个金属侧面M、N形成的电压与a、b、c无关
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．分子力F随分子间距r的变化如图所示。某空间有A、B两个分子，假设A分子固定，B分子从无穷远以某一初速度向A分子运动。规定无穷远分子势能为零。仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．从r=r2到r=r1分子势能先增大再减小
到零后再增大
B．从r=r2到r=r1分子动能先增大再减小，
r=r0时动能最大
C．B分子向A分子运动过程中，分子斥
一直变大，且分子斥力始终做负功
D．B分子向A分子运动过程中，分子引力先变大后变小，且分子引力始终做正功
10．风力发电是一种绿色清洁能源。其发电原理可简化如图甲所示，风轮转动带动内部的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0.005s时穿过线圈的磁通量为零B．t=0.01s时穿过线圈的磁通量变化率最大
C．灯泡两端的电压为18VD．每秒内电流方向改变100次
11．在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A．甲的有效值为
B．乙的有效值为
C．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为1∶8
D．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5∶4
12．据网络消息：2024年1月，北京市建成一条约10公里的无线充电公路，让电动车边跑边充电成为现实。据了解，施工时在路面下方埋入了一系列的发射线圈。在车辆底部安装了一个接收线圈，与发射线圈相对应。当车辆行驶到这条路上时，发射线圈与接收线圈之间就会产生电磁共振，从而将电能传输到车辆的动力电池中。这样，车辆就可以在行驶中实现无线充电，无需停车或插线。（ ）
A．接收线圈与发射线圈的频率一定相同
B．接收线圈与发射线圈的匝数比对充电没有影响
C．接收线圈与发射线圈之间是利用互感原理工作的
D．若发射线圈接上较大的恒定电流形成强磁场能加快充电速度
13．如图所示，倾角为θ=30°、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有1、2、3三条水平虚线，相距为d的虚线1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁场区域Ⅰ（图中未画出），相距为l（l＞d）的虚线2、3间存在垂直斜面向上的匀强磁场区域Ⅱ（图中未画出），磁感应强度大小均为B，一个边长也是d的正方形导线框的质量为m、电阻为R，自虚线1上方某处静止释放，导线框恰好能匀速进入区域Ⅰ，后又恰好匀速离开区域Ⅱ，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．导线框进入区域Ⅰ的速度大小为
B．导线框刚进入区域Ⅱ时的加速度大小为1.5g
C．导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域
Ⅱ的时间为
D．导线框自开始进入区域Ⅰ至刚完全离开区域
Ⅱ的过程产生的焦耳热为
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
14.（1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留1位有效数字）
（2）若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为。则下列说法正确的是_________。
A．1m3油酸所含分子数为B．油酸分子的直径约为
C．1kg油酸所含有分子数为 D．1个油酸分子的质量为
（3）某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏小，可能的原因是________。
A．痱子粉撒得过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了几滴
15．为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。
（1）小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
①将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。
②关于该实验，下列说法正确的是 。
A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小
C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
（2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。
①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路 。
②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是 。
A．插入铁芯 B．拔出线圈A
C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．将滑动变阻器的滑片向右移动
（3）实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，再按教材要求，断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
①断电瞬间，灯泡中电流是 （选填“i1”或“i2”）
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。（选填“变长”“变短”或“不变”）
四、计算题（本题共3小题，其中16题12分，17题14分，18题14分，共40分，要求有适当的文字说明）
16．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图甲所示：D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，两个D形盒接在如图乙所示的电压为U、周期为T的交流电源上，D形盒两直径之间的区域只有电场,交流电源用来提供加速电场。位于D1的圆心处的质子源A在t=0时产生的质子（初速度可以忽略）在两盒之间被电压为U的电场加速，第一次加速后进入D形盒D2，在D形盒的磁场中运动，运动半周时交流电源电压刚好改变方向对质子继续进行加速，已知质子质量为m、带电荷量为q。半圆形D形盒所在空间只有磁场，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，当质子被加速到最大速度后，沿D形盒边缘运动半周再将它们引出，质子的重力不计，求：质子在磁场中运动的时间tB。
17．海南省大广坝水电站是一个具有发电、灌溉、供水和旅游等综合经济效益的大型综合性利用工程，是海南省第一个重点建设项目。水电站拦河大坝长5842m，号称亚洲第一长坝。如图所示，水电站用一小型交流发电机组向远处用户供电，若发电机
线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区
再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）发电机电动势最大值和升压变压器副线圈；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
18．如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为，金属棒c质量为，重力加速度取，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间金属棒b的速度大小；
（2）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热；
（3）若右侧磁场的磁感应强度大小，导轨间距，则整个过程通过回路横截面的电荷量。
2023—2024学年度第二学期
高二年级物理科段考试题参考答案
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
14.（1）6×10－10 （2）A （3）C
15.（1）② C
（2）① ② AC/CA
（3）① i1 ② 变短
四、计算题（本题共3小题，其中16题12分，17题14分，18题14分，共40分，要求有适当的文字说明）
16．解：设质子被加速n次后达到最大速度v，由动能定理nqU=mv2（3分）
洛伦兹力提供质子做圆周运动的向心力,有qvB=m （3分）
周期T= （2分）
则质子在磁场中运动的时间t=n （2分）
联立可解得 （2分）
17．解：（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得 （4分）
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根据理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得 （4分）
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
（6分）
18．解：（1）设绝缘棒滑上水平导轨时，速度为，下滑过程中绝缘棒机械能守恒，有
（2分）
绝缘棒与金属棒发生弹性碰撞，由动量守恒定律有
（2分）
由机械能守恒定律有 （2分）
联立解得金属棒的速度大小 （1分）
（2）最终两金属棒以相同速度匀速运动，由动量守恒定律有
（1分）
由能量守恒定律有
（2分）
得两金属棒上最终产生的总焦耳热 （1分）
（3）由动量定理，对有
即
解得 （3分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
B
B
D
C
D
B
题号
9
10
11
12
13
答案
BC
AD
BD
AC
AD
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